CaZrO3中含3113wt%的CaO,不仅具有很好的抗水化性能,也具有很高的熔点.在1550e下与Al2O3形成低熔点相,因此在钢铁冶金中作为特种高温材料使用.但是CaZrO3具有较高的热膨胀系数,抗热震性能较差,实际使用时常与导热系数高的碳及非氧化物进行复合,以改善材料的性能。有关CaZrO3/C复合材料的研究已有人进行,但由于其强度较低,并且易被钢水冲刷,造成钢液污染。而ZrB2具有良好的耐钢液侵蚀性、抗热震性和抗氧化性.将CaZrO3与ZrB2进行复合,利用优势互补,可望制备一种具备优良综合性能的材料。
所用原料为:CaZrO3)预合成料,含量>98wt%,平均粒度~5Lm;ZrB2)含量>98wt%,平均粒度3~5Lm.在CaZrO3基质中加入0~30Vol.%的ZrB2,确定ZrB2加入量对材料烧结及性能的影响。将CaZrO3、ZrB2按配比配好,以乙醇为介质,球磨湿混4h.烘干研碎,以乙醇为结合剂,75MPa机压造粒,100MPa成型,成型试条尺寸6@8@40mm,Ar气保护下,于钼丝炉中1500e、1600e、1700e各2小时烧成。将烧结好的试样,采用浸液法测定体积密度,三点弯曲法测定其常温抗折强度。利用XRD分析其物相组成,运用SEM、TEM进行显微结构观察,并结合EDAX对物相组成进行研究。
随着烧结温度的升高,试样的体积密度和相对密度都呈上升趋势,说明提高温度有利于材料的致密化。当烧结温度为1700e时,试样的相对密度都超过90%,CaZrO3/ZrB2材料已达到了致密化烧结。图3为不同烧结温度下,试样的相对密度与ZrB2含量的关系图。由图可以看出,随着ZrB2含量的增加,试样的相对密度在各温度下均呈下降趋势。这是因为ZrB2中的B)B原子间具有极强的共价键,在高温下扩散系数很小,不易烧结,因而含量愈高,烧结难度愈大,从而导致试样的相对密度随ZrB2含量的增加而逐渐下降。